無人駕駛車輛模型預(yù)測控制

目  錄
第1章 無人駕駛車輛與模型預(yù)測控制
1.1 無人駕駛車輛
1.1.1 無人車輛通用概念
1.1.2 無人駕駛車輛
1.2 路徑跟蹤與軌跡跟蹤
1.2.1 路徑規(guī)劃與軌跡規(guī)劃
1.2.2 路徑跟蹤與軌跡跟蹤
1.3 模型預(yù)測控制在無人駕駛車輛運(yùn)動規(guī)劃與控制中的應(yīng)用
1.3.1 運(yùn)動規(guī)劃算法的模型約束
1.3.2 軌跡跟蹤控制的模型約束
1.4 本書內(nèi)容與結(jié)構(gòu)說明
第2章 車輛運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)建模
2.1 車輛運(yùn)動學(xué)建模及驗(yàn)證
2.1.1 車輛運(yùn)動學(xué)建模
2.1.2 車輛運(yùn)動學(xué)模型驗(yàn)證
2.2車輛動力學(xué)建模及驗(yàn)證
2.2.1 車輛單軌模型
2.2.2 輪胎模型
2.2.3 小角度假設(shè)下的車輛動力學(xué)模型
第3章：模型預(yù)測控制算法基礎(chǔ)與仿真分析
3.1 基本理論
3.1.1 生活中的啟示
3.1.2 控制理論中的描述
3.2 一個簡單的實(shí)例
3.3 線性時變模型預(yù)測控制算法
3.3.1 問題描述
3.3.2 非線性系統(tǒng)線性化方法
3.3.3 工程實(shí)例
3.4 非線性模型預(yù)測控制算法
3.4.1 問題描述
3.4.2 非線性模型預(yù)測控制的數(shù)值解法
3.4.3 工程實(shí)例
3.5 線性約束下的二次型規(guī)劃控制算法
3.5.1 線性約束轉(zhuǎn)化為LQR問題
3.5.2 LQR在無人駕駛車輛路徑跟蹤中的應(yīng)用
3.5.3 LQR進(jìn)行路徑跟蹤的工程實(shí)例
3.5.4 小結(jié)
第4章：給定軌跡的軌跡跟蹤控制
4.1 問題的描述
4.2 基于運(yùn)動學(xué)模型的軌跡跟蹤控制器設(shè)計(jì)
4.2.1車輛運(yùn)動學(xué)建模
4.2.2目標(biāo)函數(shù)設(shè)計(jì)
4.2.3約束條件設(shè)計(jì)
4.3 仿真平臺概述
4.3.1 CarSim軟件介紹
4.3.2 Simulink/CarSim聯(lián)合仿真平臺
4.4 仿真實(shí)例
4.4.1  CarSim與Simulink聯(lián)合仿真
4.4.3  基于MPC的軌跡跟蹤控制器的設(shè)計(jì)
4.6 基于運(yùn)動學(xué)模型的軌跡跟蹤仿真結(jié)果分析
第5章 基于動力學(xué)模型的無人駕駛車輛主動轉(zhuǎn)向控制
5. 1 理論基礎(chǔ)
5.1.1 線性誤差方程
5.1.2 約束條件建立
5.1.3 模型預(yù)測控制器設(shè)計(jì)
5.2 聯(lián)合仿真平臺搭建
5.2.1 在CarSim中建立車輛模型
5.2.2 控制程序編寫
5.3 仿真驗(yàn)證
5.3.1 參考軌跡選擇
5.3.2 不同仿真工況下的仿真結(jié)果
第6章 加入規(guī)劃層的軌跡跟蹤控制
6.1結(jié)合規(guī)劃層的軌跡跟蹤控制系統(tǒng)
6.2基于MPC的軌跡規(guī)劃器
6.2.1 參考點(diǎn)的選擇
6.2.2 避障功能函數(shù)
6.2.3 五次多項(xiàng)式軌跡擬合
6.2.4 非線性二次規(guī)劃計(jì)算
6.3 基于MPC的路徑跟蹤控制器
6.4 不同車速下的跟蹤控制仿真實(shí)例驗(yàn)證
6.4.1 車輛參數(shù)設(shè)置
6.4.2 仿真工況設(shè)置
6.4.3 CarSim/Simulink聯(lián)合求解
第7章 航向跟蹤預(yù)估控制算法
7.1 概述
7.2 二自由度無人駕駛車輛動力學(xué)模型
7.3 航向預(yù)估算法原理
7.4 PID控制算法
7.5 仿真結(jié)果
7.5.1 航向階躍響應(yīng)仿真
7.5.2 路徑偏差階躍響應(yīng)仿真
7.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
7.6.1 1-航向階躍實(shí)驗(yàn)
7.6.2 實(shí)驗(yàn)2-航向連續(xù)跟蹤實(shí)驗(yàn)
7.6.3 實(shí)驗(yàn)3-航向預(yù)估算法在路徑跟蹤控制中的應(yīng)用
附錄A  Carsim8.02應(yīng)用高版本Matlab
符號表
參考文獻(xiàn)